【正文】 姿態(tài)控制和一般工業(yè)應(yīng)用等方面具有廣闊的利用開發(fā)前景“因此對(duì)倒立擺控制機(jī)理的研究具有重要的理論和實(shí)踐意義”。 市場(chǎng)運(yùn)作 目前有關(guān)倒立擺的研究主要集中在亞洲 ,如中國的北京師范大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中國科技大學(xué) ,日本的東京工業(yè)大學(xué)、東京電機(jī)大學(xué) ,東京大學(xué)。韓國的釜山大學(xué)、忠南大學(xué) ,此外 ,俄羅斯的圣彼得堡大學(xué)、美國的東佛羅里達(dá)大學(xué)、俄羅斯科學(xué)院、波蘭的波茲南技術(shù)大學(xué)、意大利的佛羅倫薩大學(xué)也都對(duì)這個(gè)領(lǐng)域有持續(xù)的研究。近年來 ,雖然各種新型倒立擺不斷問世 ,但是可自主研發(fā)并生產(chǎn)倒立擺裝置的廠家卻并不多。目前 ,國內(nèi)各高?；旧隙疾捎孟愀酃谈吖竞图幽么?Quanser 公司生產(chǎn)的系統(tǒng) 。其它一些生產(chǎn)廠家還包括 (韓國 )奧格斯科技發(fā)展有限公司 (FT4820型倒立擺 )、保定航空技術(shù)實(shí)業(yè)有限公司。 北京石油化工學(xué) 院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 課程設(shè)計(jì) 用紙 25 成本分析 交流流伺服電機(jī)：松下伺服電機(jī) A 系列（型號(hào)： MSMA022A1C） 價(jià)格： 4000 松下伺服電機(jī) A4 系列（型號(hào)： MSMD022P1U）價(jià)格： 3000 左右 松下伺服電機(jī) A5 系列（型號(hào)： MSMD022G1U）價(jià)格： 2500 左右 相比較而 言，松下 A5 系列伺服電機(jī)更有優(yōu)勢(shì)，性價(jià)比更高。特點(diǎn)：快速、智能、輕便、放心、便利。 角編碼器（型號(hào)： OVW2022MD）價(jià)格： 520 左右 北京石油化工學(xué) 院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 課程設(shè)計(jì) 用紙 26 限位開關(guān)：材料：塑料 型號(hào)： EESX386M 671A 價(jià)格： 2 元 /個(gè) 機(jī)床護(hù)線拖鏈：材料：橡膠 長度 80cm 寬 3cm 價(jià)格 25 元 /條左右 同步帶：材料：橡膠 價(jià)格： 10 元 /條 北京石油化工學(xué) 院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 課程設(shè)計(jì) 用紙 27 同步輪：材料：不銹鋼 價(jià)格： 20 元 /個(gè) 滑 竿：材料：不銹鋼 長 75cm 直徑 價(jià)格： 25 元 /根 需 要兩根 擺 桿：材料：鋁合金 長 50cm 直徑 1cm 價(jià)格： 50 元 /根 底 座：材料：不銹鋼 尺寸： 1000x215x40mm 價(jià)格： 100 元 小 車：材料：鋁合金 質(zhì)量： 價(jià)格： 200 元 運(yùn)動(dòng)控制器： 價(jià)格： 6300 元左右 北京石油化工學(xué) 院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 課程設(shè)計(jì) 用紙 28 參 考 文 獻(xiàn) 1.《綜合課程設(shè)計(jì) A 任務(wù)書》 .盛沙、戴波 .北京石油化工學(xué)院 2.《自動(dòng)控制原理》第五版 . 胡壽 松 . 科學(xué)出版社 3. 金傳偉 .基于遺傳算法的 PID 參數(shù)優(yōu)化與仿真 [J].微計(jì)算機(jī)信息， 2021， 18(7) ： 7273. 4. 黃忠霖．控制系統(tǒng) MATLAB 計(jì)算及仿真 [M]．北京 ： 國防工業(yè) 出版社， 2021． 5. GT 系列運(yùn)動(dòng)控制器用戶手冊(cè) : 固高科技（深圳）有限公司 : 固高科技（深圳）有限公司 7. 趙世敏 . 控制理論專題實(shí)驗(yàn)指示書 : 清華大學(xué)自動(dòng)化系 , 2021 8. 薛安克 ,王俊宏 ,柴利 ,等 .倒立擺控制仿真與試驗(yàn)研究現(xiàn)狀 [J].杭州電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) , 2021, 3(1): 3741. 9. 羅晶 ,陳平 .一階倒立擺的 PID 控制 [ J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索 , 2021, 24 (11): 2628. 10. 叢爽 ,張冬軍 ,魏衡華 .單級(jí)倒立擺三種控制方法的對(duì)比研究 [J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù) , 2021, 23(11): 4749. 11. 王孝莉 ,張麗婷 ,楊西俠 .單級(jí)倒立擺的兩種控制方法的仿真研究 [ J].信息技術(shù)與信息化 , 2021(4): 137139. 12.《 Matlab原理與工程應(yīng)用》 .【美】 Edward 。 13. 《現(xiàn)代控 制工程》第四版 .【美】 Katsuhiko Ogata. 電子工業(yè)出版社。 14. 《 Matlab 及其在電路與控制理論中的應(yīng)用》 .陳小平、李長杰 .中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社 本實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)過程中參考了上述文獻(xiàn)資料，同時(shí)感謝戴波、盛沙老師等的指導(dǎo)，以及學(xué)校圖書館的珍貴文獻(xiàn)，在這表示非常感謝！ 北京石油化工學(xué) 院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 課程設(shè)計(jì) 用紙 29 體 會(huì) 為期兩周的一級(jí)倒立擺課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束！在這快樂的兩周里，我與我的小組同學(xué)學(xué)到了在課堂上難以學(xué)到的知識(shí)，在這里，我們自己動(dòng)手將理論與實(shí)踐相結(jié)合，將課堂上所學(xué)的自動(dòng)控制原理的知識(shí)運(yùn)用到倒立擺的實(shí)際操作當(dāng)中，讓我 們對(duì)自動(dòng)控制原理和倒立擺的知識(shí)能加靈活運(yùn)用并且有了更深層的理解。在接下來的兩周就充分的體現(xiàn)出來了，在第一周里，根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，我們將第六章關(guān)于線性系統(tǒng)的校正方法自學(xué)了一遍，剛開始不是很明白，但通過對(duì)老師以及學(xué)生的詢問，很快的學(xué)會(huì)了如何設(shè)計(jì)超前 滯后，滯后 超前的傳遞函數(shù)，以及 PID 控制器的設(shè)計(jì)，基本理解了課程設(shè)計(jì)的任務(wù)，很快明確了各自的分工，很好的學(xué)會(huì)了各自在小組中發(fā)揮的作用。 此次課程的設(shè)計(jì)讓我們深刻的明白了光靠理論往往是行不通的，很多東西看起來會(huì)，一旦手動(dòng)操作，就完全不知道怎么操作了，這使我們深深明白 了只有將理論與實(shí)踐相結(jié)合，才能真正的創(chuàng)造出有意義的價(jià)值，學(xué)習(xí)是一個(gè)循環(huán)漸進(jìn)的過程，要善于在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題，從理論中得出結(jié)果，這樣的學(xué)習(xí)才能變得更有意義，實(shí)踐還能學(xué)到我們?cè)诶碚撝袑W(xué)不到的知識(shí)，拓寬自己的知識(shí)面。在這次課程設(shè)計(jì)中，我們通過對(duì)系統(tǒng)機(jī)理建模，得到了系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，進(jìn)而再用 matlab進(jìn)行仿真，在此之前從未接觸過，但是面對(duì)圖時(shí)，不知道如何利用該圖，這也暴露出我們的不足，但是隨著知識(shí)的慢慢積累以及學(xué)會(huì)分析并加以利用了。但是一旦接觸新的東西時(shí)，我們又不知從何入手了，課程設(shè)計(jì)或許就是針對(duì)這樣的問題而存在的， 只要愿意去學(xué)，敢于去追問，不懂就問老師，查資料！彌補(bǔ)自身純存在的各種不足，不斷地去完善自己！ 通過對(duì)此次課程的設(shè)計(jì)，我們學(xué)會(huì)了對(duì)一些軟件的運(yùn)用，尤其學(xué)會(huì)對(duì) matlab的使用，其實(shí)這軟件很早就開始使用，像美國已經(jīng)把 matlab當(dāng)成一門必修課，我們國家現(xiàn)在也在慢慢普及，借這次機(jī)會(huì)可以很好的學(xué)習(xí)對(duì) matlab的利用，學(xué)到了許多命令、函數(shù)功能和編譯方法，尤其是SIMULINK在 matlab中的運(yùn)用，在很多領(lǐng)域中有著重要的運(yùn)用，我們很高興能夠在這次課程中接觸到 matlab軟件。 現(xiàn)在，我們基本能夠熟練的運(yùn)用 matlab軟件進(jìn)行各種仿真了，只是在程序設(shè)計(jì)方面有著嚴(yán)重的不足，一些命令，函數(shù)功能，編譯不能完全理解！只能按照一些前輩們的程序進(jìn)行一些改動(dòng)，程序設(shè)計(jì)方面存在缺陷，但它對(duì)自動(dòng)控制原理的學(xué)習(xí)與實(shí)踐以及今后相關(guān)的學(xué)習(xí)奠定了很好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)的過程，模式也為我積攢了很多控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和能力。此次課程設(shè)計(jì)對(duì)我們有著重大意義，是其它學(xué)習(xí)過程中無法取代，讓我們學(xué)會(huì)許多手動(dòng)實(shí)踐能力！最后，感謝戴波，盛沙老師對(duì)我們的大力指導(dǎo)，感謝各位小組成員的大力相助，才能使此次課程設(shè)計(jì)完成。 北京石油化工學(xué) 院 BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY 課程設(shè)計(jì) 用紙 30